حسگرهای راداری حرکاتی به کوچکی یک صدم تار مو را تشخیص می‌دهند

این حسگر جدید از فناوری رادار موج میلی‌متری استفاده می‌کند و با دقتی پیشرو در جهان و قیمتی مقرون‌به‌صرفه، عملکرد بسیار خوبی دارد.

نمونه اولیه حسگر رادار موج میلی‌متری که قادر به اندازه‌گیری ارتعاشات کوچک است. عکس: امید مومنی/دانشگاه کالیفرنیا، دیویس — نمونه اولیه حسگر رادار موج میلی‌متری که قادر به اندازه‌گیری ارتعاشات کوچک است. عکس: *امید مومنی/دانشگاه کالیفرنیا، دیویس*

نشریه Interesting Engineering در 30 اکتبر گزارش داد که تیمی از مهندسان دانشگاه کالیفرنیا دیویس، نمونه اولیه یک حسگر رادار کم‌هزینه و کم‌مصرف را توسعه داده‌اند که تنها به کوچکی یک دانه کنجد است و می‌تواند حرکاتی به کوچکی یک صدم عرض موی انسان را تشخیص دهد. این تحقیق جدید در مجله IEEE Journal of Solid-State Circuits منتشر شده است.

طبق این مطالعه، طراحی جدید «ماموریت غیرممکن» را ممکن می‌سازد و به حسگر اجازه می‌دهد حرکات بسیار کوچک اشیاء را در مقیاس میکروسکوپی تشخیص دهد. این حسگر نویدبخش کاربردهای بالقوه بسیاری در زمینه‌هایی مانند امنیت، نظارت بیومتریک و کمک به افراد کم‌بینا است.

نمونه اولیه این حسگر از فناوری رادار موج میلی‌متری استفاده می‌کند. امواج میلی‌متری فرکانس‌های الکترومغناطیسی در محدوده ۳۰ تا ۳۰۰ گیگاهرتز، بین مایکروویو و مادون قرمز هستند. این امواج برای تأمین انرژی شبکه‌های ارتباطی پرسرعت مانند ۵G استفاده می‌شوند و به دلیل قابلیت‌های حسگری برد کوتاه خود محبوب هستند.

به گفته این تیم، رادارهای موج میلی‌متری امواج الکترومغناطیسی پرسرعت را به سمت اهداف شلیک می‌کنند و حرکت، موقعیت و سرعت آنها را از طریق پژواک‌ها تجزیه و تحلیل می‌کنند. امواج میلی‌متری مزایای متعددی دارند، از جمله حساس بودن به حرکات ظریف و امکان تمرکز روی اشیاء بسیار کوچک.

بیشتر حسگرهای موج میلی‌متری فعلی از مشکلات مصرف برق و فیلتر کردن نویز پس‌زمینه رنج می‌برند. تیم دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، همچنین هنگام توسعه حسگر جدید خود، مقدار زیادی نویز پس‌زمینه را کشف کرد. وقتی آنها سعی کردند سیگنال ظریف یک برگ کوچک و نازک را دریافت کنند، حسگر آنها دچار مشکل شد و سیگنال را از دست داد.

برای غلبه بر مشکل نویز، تیم طراحی و ساختار حسگر را تغییر داد. این تغییر به حذف نویز از اندازه‌گیری‌های حسگر کمک کرد. در نتیجه، حسگر می‌تواند تغییرات در موقعیت هدف را به کوچکی ۱/۱۰۰ عرض موی انسان تشخیص دهد و ارتعاشاتی به کوچکی ۱/۱۰۰۰ عرض مو را شناسایی کند.

به گفته تیم تحقیقاتی، این امر باعث می‌شود حسگر جدید با دقیق‌ترین حسگرهای جهان برابری کند یا از آنها بهتر باشد. این دستگاه کم‌هزینه پتانسیل کمک به توسعه رادارهای موج میلی‌متری پیشرفته در آینده نزدیک را دارد.

پنجشنبه تائو (طبق گفته مهندسی جالب )

لینک منبع